充氣管

管內充有氣體或蒸氣的電子管，又名離子管。在充氣管內,電子在電極間運動時與氣體原子和分子碰撞,產生電離現象，運動較慢的正離子抵消電子的負空間電荷作用，使管子具有電流大、內阻低的特點。充氣管內的放電形式取決於管子結構、氣體種類、氣壓和外電路參量。人們利用各种放電形式的不同特性制出一系列不同性能的充氣管。

基本介紹

• 中文名：充氣管
• 外文名：gas filled tube
• 別稱：電子管
• 套用：雷達、通信、自動控制、輻射測量

簡介

充氣管

gas filled tube

管內充有氣體或蒸氣的電子管。又稱離子管。在充氣管內，電子在電 極間運動時與氣體原子和分子碰撞，產生電離現象，運動較慢的正離子抵消電子的負空間電荷作用，使管子具有電流大、內阻低的特點。利用各种放電形式的不同特性，可製造出一系列不同性能的充氣管，包括有冷陰極放電管、計數管、穩壓管、十進位管、汞弧管、氣體放電顯示管、熱陰極充氣二極體及閘流管等。充氣管廣泛套用於雷達、通信、自動控制、輻射測量、顯示、工業交通等領域。部分充氣管（如汞弧管、十進位管等）已被半導體器件所取代。有些充氣管（如氫閘流管、觸發管、電漿顯示器等）仍然有廣泛套用並有所發展。

充氣管

歷史

1856年,H.蓋斯勒制出了用於裝飾照明的霓虹管,這是世界上第一隻實用的 充氣管。1903年發明用於整流的汞弧管，1922年制出輝光放電整流管。1929年制出閘流管。1930年制出輝光放電穩壓管。1933年制出引燃管。1942年制出作為脈衝開關的觸發管和氫閘流管。隨後又相繼研製出數碼管、計數管、十進位管和電漿顯示器等。某些類型的充氣管（如汞弧管、熱陰極充氣二極體、十進位管等）已部分地被半導體器件所取代。充氣管的生產規模雖有所下降，但仍在國防和國民經濟的各個領域有廣泛的套用，有些管型（如氫閘流管、觸發管、電漿顯示器等）仍然有所發展。

充氣管

充氣管包括冷陰極放電管、計數管、穩壓管、十進位管、汞弧管、氣體放電顯示管、熱陰極充氣二極體和閘流管等。

冷陰極放電管

一種充有惰性氣體的二極體。管內電極用鎳、鉬或鋁等金屬製成。為了降低放電的著火電壓，有些管子的電極上塗鋇、鈰等活性物質或放射性物質。當電極電壓超過著火電壓時就形成放電，放電形式和電流大小取決於電極間電壓和外電路電阻。冷陰極放電管一般用於電子設備的過壓保護裝置或發動機點火裝置，有些類型的冷陰極放電管用作微波天線開關。

計數管

利用放射線（α、β、γ）或 X 射線通過氣體時引起電離的原理而製成的射線測量器件。射線進入計數管引起初始電離，在特定的電極電壓和電路條件下,初始電子和離子分別向兩極運動並產生倍增效應,放電電流經過外電路負載電阻產生脈衝輸出。根據輸出脈衝幅值或頻率就可以判定射線的種類和強度。計數管的種類很多，套用最廣泛的有正比計數管和蓋革計數管兩大類。

正比計數管工作在湯生放電正比區管內有一金屬圓筒陰極和置於圓筒中心的金屬絲陽極構成。充入碳氫化合物與氬的混合氣體。這種管子的氣體增益與原始電離無關,可用來區分不同類型的射線。蓋革計數管（圖1）工作在湯生放電蓋革區，其玻殼內壁塗上一層導電物質作為陰極，中間的金屬絲作為陽極，管內充入氬、氖等惰性氣體和少量的猝滅性氣體（乙醇、二乙醚、溴、氯等），後者用以加速放電熄滅，提高計數率。蓋革計數管的氣體增益高於正比計數管，其輸出脈衝大小隻與兩極間的電壓有關而與射線在管內產生的初始電離數無關，所以只能測量射線的強度而不能區別不同的射線。

充氣管

用於探測放射性射線的器件還有閃爍計數管和中子計數管等。

穩壓管

在正常輝光放電區或電暈放電區內，當電流在一定範圍內變化時，電極間的電壓基本不變。利用這一特性製成的冷陰極放電管稱為穩壓管。工作在輝光放電區的穩壓管稱為輝光放電穩壓管；工作在電暈放電區的稱為電暈放電穩壓管，其工作電壓高、電流小。這兩種穩壓管結構相似，陰極為一金屬圓筒，中心放置一金屬桿作為陽極，管內充入惰性氣體或氫氣。改變電極結構、材料、氣體種類和壓強，可以做出工作電壓在幾十伏到幾十千伏的不同參量穩壓管。當電源電壓或與穩壓管並聯的負載電阻變化時，流過穩壓管的電流相應改變，從而使負載兩端的電壓保持不變。

觸發管

觸發管又稱冷陰極開關管或冷陰極閘流管，是利用加到觸發極的信號來控制放電的一種冷陰極充氣管。根據放電形式的不同，觸發管可以分為輝光放電型、弧光放電型和火花放電型。放電形式取決於觸發管結構、氣壓和通導電流的大小。輝光放電型觸發管的陰極電流一般為幾十毫安，弧光放電型觸發管的脈衝電流達幾千安，高氣壓火花放電型觸發管脈衝電流可達幾十千安。

圖2為一種輝光放電型觸發管，電極用鎳或鉬製成，為了降低放電著火電壓，有些觸發管的陰極塗敷鋇、銫等活性物質或放射性物質，管內充入惰性氣體。加上觸發電壓後，觸發極和陰極之間形成放電。在陽極電場的作用下，發展為陽極和陰極之間的放電，從而可用小的觸發極信號來控制陽極迴路的大電流。

充氣管

汞弧管

汞弧管是一種用石墨作陽極、用汞池作陰極並在汞蒸氣中產生自持弧光放電的充氣管。汞陰極的電子發射來自陰極表面的幾個或一小片陰極輝點。輝點的電子發射是由陰極表面正離子層的強電場引起的。逸出表面的電子在陽極電場加速下使汞蒸氣電離，在陽極和陰極之間形成弧光放電。因此，汞弧管在很低的管壓降下能導通幾萬安培的大電流。在放電過程中，汞蒸氣不斷地從陰極蒸發出來，在管壁上冷凝後又重新回到汞池陰極。

汞弧管可分為勵弧管和引燃管兩大類。用點火極起動電弧並由勵弧極和陰極間的激勵電弧來維持陰極輝點的稱勵弧管；用引燃極來激勵陰極輝點從而起動電弧的稱引燃管。勵弧管用於大功率整流，引燃管用於可控整流或大功率脈衝形成裝置中。

熱陰極充氣二極體 　一種非自持弧光放電管，採用鎳制陽極和釷鎢陰極或鎳基金屬的氧化物陰極。管內充入惰性氣體、氫氣或汞。熱陰極充氣二極體大多用於整流設備。當陽極正向電壓高於著火電壓時，引起正向擊穿，在陽極和陰極間形成弧光放電，通導電流。當陽極電壓變負時，管子不能反嚮導電，這樣就完成一個周期的整流作用。

閘流管

一種在陽極和陰極間具有一個或多個可以控制放電著火的柵極的熱陰極充氣管。閘流管廣泛用於開關、整流或控制電路。